《高溫高壓鼓泡塔中氣泡群運動的實驗觀察與數學模擬》是依託浙江大學，由李希擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：高溫高壓鼓泡塔中氣泡群運動的實驗觀察與數學模擬
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：李希
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氣泡團聚現象（bubble clustering）是鼓泡塔中的一種非均勻不穩定的介尺度結構，氣泡團的曳力和浮升速度與單個氣泡有很大差別，同時也很難估算，其不確定性對兩相流模型的可靠性有很大影響。特別是，工業氣液反應器一般都在高溫高壓和複雜物系條件下操作，而目前還缺乏這種苛刻條件下的氣泡實驗證據。本項目擬建立一個小型高溫高壓氣泡可視化的實驗裝置，觀察各種條件下鼓泡塔中的氣泡分布與運動狀態，測定氣泡或氣泡團結構參數與曳力係數，進行介尺度流動的直接數值模擬以探討氣泡團的形成與流動機理，採用新的氣泡曳力參數進行高溫高壓氣液反應器的流體力學放大模擬。
結題摘要
氣泡聚團是鼓泡塔中的一種非均勻不穩定的介尺度結構，其不確定性對兩相流模型的可靠性有很大影響。本項目針對氣泡團聚現象（bubble clustering）進行實驗觀察與數學模擬。實驗觀察各種條件下鼓泡塔中的氣泡分布與運動狀態，測定氣泡或氣泡團結構參數與浮升速度，進行介尺度流動的直接數值模擬確定氣泡曳力參數，進行高溫高壓氣液反應器的流體力學放大模擬。課題實施以來，開展並完成了三個方面的工作，取得了新的成果：1.設計加工了一套可用於高溫高壓及各種物系下的氣液鼓泡塔可視化小型實驗裝置，帶有高壓視窗和高速攝影機和自編的圖像處理程式軟體，這是本項目有特色的一項實驗技術，可用於250oC、6MPa下各種物系的氣泡運動觀察與拍攝。2.拍攝了數千幅圖片和近百段視頻，首次直觀地拍攝到高溫（100-250oC）、高壓（0.1-6.0MP）下各種模擬體系（水、矽油、十四烷、石蠟油、空氣、氦氣、氮氣）的氣液兩相流動圖案，觀察到特定流變性質（非牛頓流體）下的氣泡聚集現象，觀察到高氣速下的氣泡聚並-分散現象。3. 進行了氣泡和氣泡團繞流的數值模擬，模擬的氣泡結構、大小、形狀、氣泡浮升速度與實驗結果一致，所獲得的曳力模型套用於大型鼓泡塔的兩相流體力學放大模擬。基本上完成了計畫內容。
